【簡(jiǎn)介：】一、算盤仿生學(xué)？就是從計(jì)算數(shù)目的工具入手，研究生物系統(tǒng)工作原理以尋求靈感和解決工程技術(shù)中類似問(wèn)題的方法。即是人們研究生物體的結(jié)構(gòu)與功能工作的原理，并根據(jù)這些原理發(fā)明出

一、算盤仿生學(xué)？

就是從計(jì)算數(shù)目的工具入手，研究生物系統(tǒng)工作原理以尋求靈感和解決工程技術(shù)中類似問(wèn)題的方法。即是人們研究生物體的結(jié)構(gòu)與功能工作的原理，并根據(jù)這些原理發(fā)明出新的設(shè)備、工具和科技，創(chuàng)造出適用于生產(chǎn)，學(xué)習(xí)和生活的先進(jìn)技術(shù)。

二、仿生學(xué)(植物)？

王蓮?fù)衅鸫罂缍冉ㄖ?在亞馬遜河的小河灣和支流里，生長(zhǎng)著有“蓮花之王”盛譽(yù)的王蓮，東一簇，西一片。

盛夏時(shí)節(jié)，從蓮葉之間探出直徑40厘米左右潔白的花朵，散發(fā)出淡淡的芳香。王蓮的葉子很大，直徑有2米多，四周向上反卷，像一個(gè)大平底鍋。蓮葉向陽(yáng)的一面淡綠色，非常光滑；背陰的一面土紅色，密布粗壯的葉脈和很長(zhǎng)的刺毛。雖然只是一片巨大的葉子，但它的支撐和承重能力卻極不一般。在一片王蓮葉上，站一名35公斤的少年，它仍能像小船一樣穩(wěn)穩(wěn)地浮在水面上；即使是在葉面上均勻地平鋪一層75厘米厚的細(xì)沙，這個(gè)“大平底鍋”依然紋絲不動(dòng)，決不會(huì)沉入水中。人們通過(guò)仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，這異常強(qiáng)大的力量來(lái)自縱橫交錯(cuò)、粗細(xì)不等的葉脈。蓮葉背面有許許多多粗大的呈放射狀的葉脈，之間還有鐮刀形的橫筋緊密聯(lián)結(jié)，構(gòu)成了一種非常穩(wěn)定的網(wǎng)狀骨架。蓮葉較強(qiáng)的承重能力由此而來(lái)。自從1801年歐洲人發(fā)現(xiàn)王蓮以來(lái)，蓮葉的結(jié)構(gòu)與功能便一直成為建筑學(xué)家研究的課題，并試圖將其用于建筑設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)努力，如今，這一美好的愿望終于變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。我們時(shí)常見(jiàn)到的大跨度宏偉樓房建筑工程，在房頂結(jié)構(gòu)上都還能或多或少地看出王蓮葉片結(jié)構(gòu)的輪廓。近年來(lái)，意大利工程學(xué)家以此還設(shè)計(jì)建造了一座跨度達(dá)95米的展覽大廳，既輕巧堅(jiān)固，又造型大方，可謂仿生建筑的杰作。荷葉與自潔涂料：在顯微鏡下，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)原來(lái)荷葉面上有許多非常微小的絨毛和蠟質(zhì)凸起物，雨水落在上面，鋪不開(kāi)、滲不進(jìn)，只化作粒粒水珠滾落下來(lái)，順道兒帶走了荷葉表面的灰塵，從而使葉面始終一塵不染。靈光一閃，科研人員模仿荷葉的自凈原理，開(kāi)展防污產(chǎn)品的研究。這項(xiàng)技術(shù)將應(yīng)用于生產(chǎn)建筑涂料、服裝面料、廚具面板等需要耐臟的產(chǎn)品。美國(guó)已經(jīng)開(kāi)始研究如何將這種自凈原理用于汽車制造，使駕車族不必再日日洗車。上海也已研制出具有自潔效應(yīng)的納米涂料，其干燥成膜過(guò)程中，涂層表面會(huì)形成類似茶葉的凹凸形貌，構(gòu)筑一層疏水層。這樣一來(lái)，灰塵顆粒只好在涂層表面“懸空而立”，并最終在風(fēng)雨沖刷中流走了?！安x耳”試紙：波義耳是17世紀(jì)英國(guó)著名的化學(xué)家、物理學(xué)家。一次試驗(yàn)時(shí)，波義耳不小心把鹽酸濺到紫羅蘭花上，頓時(shí)，花色由紫色變成了紅色。之后，他饒有興趣地取來(lái)各種酸做試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各種酸類都能使紫羅蘭變成紅色。但是，紫羅蘭并不是一年四季都開(kāi)花的，波義耳想了一個(gè)辦法，他在紫羅蘭開(kāi)花的季節(jié)里收集了大量的紫羅蘭花瓣，將花瓣泡出浸液來(lái)。需要使用的時(shí)候，就往被試的溶液里滴進(jìn)一滴紫羅蘭浸液。這就是他發(fā)明的“試劑”。之后，他又取來(lái)了各種植物進(jìn)行酸堿試驗(yàn)。其中最有趣的是用石蕊泡出的浸液：酸和堿本來(lái)像水一樣，是無(wú)色透明的，可是，如果在石蕊浸液里滴進(jìn)酸性溶液，就顯出紅色；滴進(jìn)堿性溶液就能變成藍(lán)色。后來(lái)，他發(fā)明了一個(gè)更簡(jiǎn)便的方法，即用石蕊浸液把紙浸透，再把紙烘干。要用時(shí)只需將一小塊紙片放進(jìn)被檢驗(yàn)的溶液里，根據(jù)紙的顏色變化就能知道這種溶液是呈酸性還是呈堿性的了。波義耳把種石蕊紙叫做“指示劑”，也就是后來(lái)人們所說(shuō)的“酸堿試紙”。水草與不粘鍋：魚(yú)缸里有些水草會(huì)長(zhǎng)青苔，有些不會(huì)，原來(lái)有些水草具有自潔功能，其表面呈現(xiàn)非光滑形態(tài)?！吧锓枪饣A(chǔ)理論”是國(guó)家重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，科研人員通過(guò)對(duì)大量生物體表所具有的減粘、自潔功能研究，發(fā)現(xiàn)了生物體表防粘功能的重要原因，即：體表均呈非光滑形態(tài)。這種形態(tài)一方面能減少體表與粘性物質(zhì)接觸面積；另一方面破壞了水膜的連續(xù)性，使體表與粘性物質(zhì)表面間存在空氣膜，從而達(dá)到不粘的效果。吉林大學(xué)曾承擔(dān)“新型綠色仿生不粘鍋”研究開(kāi)發(fā)。該成果是通過(guò)對(duì)自潔植物體表形態(tài)、結(jié)構(gòu)及其不粘行為長(zhǎng)期系統(tǒng)地研究提出來(lái)的仿生新思想，構(gòu)建非光滑復(fù)合界面，從而實(shí)現(xiàn)仿生鍋不粘的性能。近些年來(lái)，市面上銷售的基本是“化學(xué)”不粘鍋，諸如美國(guó)聯(lián)邦公司生產(chǎn)的“特富龍”。它的不粘原理是在鍋表面涂上一層化學(xué)物質(zhì)。而“新型綠色仿生不粘鍋”與傳統(tǒng)不粘鍋相比較，具有綠色環(huán)保、耐高溫、耐磨耐用、易清潔等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于倡導(dǎo)綠色環(huán)保、健康的生活帶動(dòng)廚房革命和創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)必將起到積極的推動(dòng)作用。仿生農(nóng)藥：物競(jìng)天擇，適者生存。草木面對(duì)病蟲(chóng)害的侵襲，并非束手就擒的無(wú)能之輩。新生的嫩芽是害蟲(chóng)的美餐，但有些害蟲(chóng)一經(jīng)取食即自取滅亡，因?yàn)椴菽局袧摬刂N種“秘密武器”，這被叫做“防衛(wèi)素”；在業(yè)已長(zhǎng)大的枝葉中，大量積存單寧，被叫做“拒食素”；在遭受病蟲(chóng)攻擊后，樹(shù)木可生產(chǎn)種種抗生素，使病蟲(chóng)喪失生育和生存能力；有些植物還能分泌“光敏素”，害蟲(chóng)吃下這種含有光敏感素的枝葉會(huì)變得十分怕光，無(wú)法找到安身?xiàng)⒌膱?chǎng)所。和化學(xué)農(nóng)藥比較，植物分泌的殺蟲(chóng)物質(zhì)不僅具有高效的殺蟲(chóng)功能，而且不危及人畜，不損傷害蟲(chóng)的天敵，不污染環(huán)境?？梢?jiàn)，模仿植物殺蟲(chóng)物質(zhì)，開(kāi)發(fā)仿生農(nóng)藥，是有無(wú)可估量的效益和前景的。使用化學(xué)合成的方法，模擬植物殺蟲(chóng)物質(zhì)合成和分泌的基因切割出來(lái)，置入能高速增殖的單細(xì)胞生物體內(nèi)，大量生產(chǎn)生物殺蟲(chóng)物質(zhì)，提煉仿生農(nóng)藥，供應(yīng)農(nóng)業(yè)需求。飛蓬草和車輪：飛蓬草屬于菊科，是二年生的草本植物，它的莖直立，可以高達(dá)60厘米。每逢夏季開(kāi)花，花色呈淡紫色，頭狀花序排列，有的像傘房，有的像圓錐。它生長(zhǎng)在山坡、草地、牧場(chǎng)或林帶邊緣，是野外常見(jiàn)的植物。它的莖、葉可以提煉芳香油，在我國(guó)古代許多著名的草藥書(shū)中都有記載。飛蓬草的學(xué)名是蓬，并不會(huì)飛，之所以得名飛蓬草，是由于在花枯萎之后，它的根便斷開(kāi)，從而遇風(fēng)便在空中飛旋，其形貌仿佛是哪吒的風(fēng)火輪，傳說(shuō)，四千多年前，我們聰明的祖先正是受到了飛蓬草的啟發(fā)，發(fā)明輪子的。有史為證，“見(jiàn)飛蓬轉(zhuǎn)而知為車”，即見(jiàn)到隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)的飛蓬草而發(fā)明輪子，從而做成裝有輪子的車。

三、仿生學(xué)起源？

作為一門獨(dú)立的學(xué)科，仿生學(xué)正式誕生于1960年9月。由美國(guó)空軍航空局在俄亥俄州的空軍基地戴通召開(kāi)了第一次仿生學(xué)會(huì)議。

會(huì)議討論的中心議題是“分析生物系統(tǒng)所得到的概念能夠用到人工制造的信息加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上去嗎？”斯蒂爾為新興的科學(xué)命名為“Bionics”，希臘文的意思代表著研究生命系統(tǒng)功能的科學(xué)，1963年我國(guó)將“Bionics”譯為“仿生學(xué)”。

斯蒂爾把仿生學(xué)定義為“模仿生物原理來(lái)建造技術(shù)系統(tǒng)，或者使人造技術(shù)系統(tǒng)具有或類似于生物特征的科學(xué)”。簡(jiǎn)言之，仿生學(xué)就是模仿生物的科學(xué)。

確切地說(shuō)，仿生學(xué)是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特質(zhì)、功能、能量轉(zhuǎn)換、信息控制等各種優(yōu)異的特征，并把它們應(yīng)用到技術(shù)系統(tǒng)，改善已有的技術(shù)工程設(shè)備，并創(chuàng)造出新的工藝過(guò)程、建筑構(gòu)型、自動(dòng)化裝置等技術(shù)系統(tǒng)的綜合性科學(xué)。從生物學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，仿生學(xué)屬于“應(yīng)用生物學(xué)”的一個(gè)分支；從工程技術(shù)方面來(lái)看，仿生學(xué)根據(jù)對(duì)生物系統(tǒng)的研究，為設(shè)計(jì)和建造新的技術(shù)設(shè)備提供了新原理、新方法和新途徑。仿生學(xué)的光榮使命就是為人類提供最可靠、最靈活、最高效、最經(jīng)濟(jì)的接近于生物系統(tǒng)的技術(shù)系統(tǒng)，為人類造福。

仿生學(xué)是獨(dú)立的一門學(xué)科人類仿生的行為雖然早有雛型，但是在20世紀(jì)40年代以前，人們并沒(méi)有自覺(jué)地把生物作為設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)造發(fā)明的源泉。科學(xué)家對(duì)于生物學(xué)的研究也只停留在描述生物體精巧的結(jié)構(gòu)和功能上。

而工程技術(shù)人員更多的依賴于他們的智慧，辛辛苦苦的努力，進(jìn)行著人工發(fā)明。他們很少有意識(shí)的向生物界學(xué)習(xí)。但是，以下幾個(gè)事實(shí)可以說(shuō)明：人們?cè)诩夹g(shù)上遇到的某些難題，生物界早在千百萬(wàn)年前就曾出現(xiàn)，而且在進(jìn)化過(guò)程中就已解決了，然而人類卻沒(méi)有從生物界得到應(yīng)有的啟示。

人類仿生的做法在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期，出于軍事上的需要，為使艦艇在水下隱蔽航行而制造出潛水艇。當(dāng)工程技術(shù)人員在設(shè)計(jì)原始的潛艇時(shí)，是先用石塊或鉛塊裝在潛艇上使它下沉，如果需要升至水面，就將攜帶的石塊或鉛塊扔掉，使艇身回到水面來(lái)。

以后經(jīng)過(guò)改進(jìn)，在潛艇上采用浮箱交替充水和排水的方法來(lái)改變潛艇的重量。以后又改成壓載水艙，在水艙的上部設(shè)放氣閥，下面設(shè)注水閥，當(dāng)水艙灌滿海水時(shí)，艇身重量增加使它潛入水中。需要緊急下潛時(shí)，還有速潛水艙，待艇身潛入水中后，再把速潛水艙內(nèi)的海水排出。如果一部分壓載水艙充水，另一部分空著，潛水艇可處于半潛狀態(tài)。潛艇要起浮時(shí)，將壓縮空氣通入水艙排出海水，艇內(nèi)海水重量減輕后潛艇就可以上浮。

如此優(yōu)越的機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)了潛艇的自由沉浮。但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)魚(yú)類的沉浮系統(tǒng)比人們的發(fā)明要簡(jiǎn)單得多，魚(yú)的沉浮系統(tǒng)僅僅是充氣的魚(yú)鰾。鰾內(nèi)不受肌肉的控制，而是依靠分泌氧氣進(jìn)入鰾內(nèi)或是重新吸收鰾內(nèi)一部分氧氣來(lái)調(diào)節(jié)魚(yú)鰾中氣體含量，促使魚(yú)體自由沉浮。

然而魚(yú)類如此巧妙的沉浮系統(tǒng)，對(duì)于潛艇設(shè)計(jì)師的啟發(fā)和幫助已經(jīng)為時(shí)過(guò)遲了。聲音是人們生活中不可缺少的要素。通過(guò)語(yǔ)言，人們交流思想和感情，優(yōu)美的音樂(lè)使人們獲得藝術(shù)的享受，工程技術(shù)人員還把聲學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和軍事技術(shù)中，成為頗為重要的信息之一。

自從潛水艇問(wèn)世以來(lái)，隨之而來(lái)的就是水面的艦船如何發(fā)現(xiàn)潛艇的位置以防偷襲；而潛艇沉入水中后，也須準(zhǔn)確測(cè)定敵船方位和距離以利攻擊。因此，在第一次世界大戰(zhàn)期間，在海洋上，水面與水中敵對(duì)雙方的斗爭(zhēng)采用了各種手段。海軍工程師們也利用聲學(xué)系統(tǒng)作為一個(gè)重要的偵察手段。

首先采用的是水聽(tīng)器，也稱噪聲測(cè)向儀，通過(guò)聽(tīng)測(cè)敵艦航行中所發(fā)出的噪聲來(lái)發(fā)現(xiàn)敵艦。只要周圍水域中有敵艦在航行，機(jī)器與螺旋槳推進(jìn)器便發(fā)出噪聲，通過(guò)水聽(tīng)器就能聽(tīng)到，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)敵人。但那時(shí)的水聽(tīng)器很不完善，一般只能收到本身艦只的噪聲，要偵聽(tīng)敵艦，必須減慢艦只航行速度甚至完全停車才能分辨潛艇的噪音，這樣很不利于戰(zhàn)斗行動(dòng)。

不久，法國(guó)科學(xué)家郎之萬(wàn)（1872～1946）研究成功利用超聲波反射的性質(zhì)來(lái)探測(cè)水下艦艇。用一個(gè)超聲波發(fā)生器，向水中發(fā)出超聲波后，如果遇到目標(biāo)便反射回來(lái)，由接收器收到。根據(jù)接收回波的時(shí)間間隔和方位，便可測(cè)出目標(biāo)的方位和距離，這就是所謂的聲納系統(tǒng)。人造聲納系統(tǒng)的發(fā)明及在偵察敵方潛水艇方面獲得的突出成果，曾使人們?yōu)橹@嘆不已。

豈不知遠(yuǎn)在地球上出現(xiàn)人類之前，蝙蝠、海豚早已對(duì)“回聲定位”聲納系統(tǒng)應(yīng)用自如了。生物在漫長(zhǎng)的年代里就是生活在被聲音包圍的自然界中，它們利用聲音尋食，逃避敵害和求偶繁殖。因此，聲音是生物賴以生存的一種重要信息。意大利科學(xué)家斯帕拉捷很早以前就發(fā)現(xiàn)蝙蝠能在完全黑暗中任意飛行，既能躲避障礙物也能捕食在飛行中的昆蟲(chóng)，但是塞住蝙蝠的雙耳、封住它的嘴后，它們?cè)诤诎抵芯痛绮诫y行了。面對(duì)這些事實(shí)，斯帕拉捷提出了一個(gè)使人們難以接受的結(jié)論：蝙蝠能用耳朵與嘴“看東西”。

它們能夠用嘴發(fā)出超聲波后，在超聲波接觸到障礙物反射回來(lái)時(shí)，用雙耳接收到。第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，1920年，哈臺(tái)認(rèn)為蝙蝠發(fā)出聲音信號(hào)的頻率超出人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍。并提出蝙蝠對(duì)目標(biāo)的定位方法與第一次世界大戰(zhàn)時(shí)郎之萬(wàn)發(fā)明的用超聲波回波定位的方法相同。遺憾的是，哈臺(tái)的提示并未引起人們的重視，而工程師們對(duì)于蝙蝠具有“回聲定位”的技術(shù)是難以相信的。直到1983年采用了電子測(cè)量器，才完完全全證實(shí)蝙蝠就是以發(fā)出超聲波來(lái)定位的。但是這對(duì)于早期雷達(dá)和聲納的發(fā)明已經(jīng)不能有所幫助了。

蝙蝠能用耳朵與嘴“看東西”另一個(gè)事例是人們對(duì)于昆蟲(chóng)行為為時(shí)過(guò)晚的研究。在利奧那多·達(dá)·芬奇研究鳥(niǎo)類飛行造出第一個(gè)飛行器400年之后，人們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期反復(fù)的實(shí)踐，終于在1903年發(fā)明了飛機(jī)，使人類實(shí)現(xiàn)了飛上天空的夢(mèng)想。由于不斷改進(jìn)，30年后人們的飛機(jī)不論在速度、高度和飛行距離上都超過(guò)了鳥(niǎo)類，顯示了人類的智慧和才能。

但是在繼續(xù)研制飛行更快更高的飛機(jī)時(shí)，設(shè)計(jì)師又碰到了一個(gè)難題，就是氣體動(dòng)力學(xué)中的顫振現(xiàn)象。當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí)，機(jī)翼發(fā)生有害的振動(dòng)，飛行越快，機(jī)翼的顫振越強(qiáng)烈，甚至使機(jī)翼折斷，造成飛機(jī)墜落，許多試飛的飛行員因而喪生。飛機(jī)設(shè)計(jì)師們?yōu)榇嘶ㄙM(fèi)了巨大的精力研究消除有害的顫振現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的努力才找到解決這一難題的方法。就在機(jī)翼前緣的遠(yuǎn)端上安放一個(gè)加重裝置，這樣就把有害的振動(dòng)消除了。

可是，昆蟲(chóng)早在三億年以前就飛翔在空中了，它們也毫不例外地受到顫振的危害，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化，昆蟲(chóng)早已成功地獲得防止顫振的方法。生物學(xué)家在研究蜻蜓翅膀時(shí)，發(fā)現(xiàn)在每個(gè)翅膀前緣的上方都有一塊深色的角質(zhì)加厚區(qū)——翼眼或稱翅痣。如果把翼眼去掉，飛行就變得蕩來(lái)蕩去。實(shí)驗(yàn)證明正是翼眼的角質(zhì)組織使蜻蜓飛行的翅膀消除了顫振的危害，這與設(shè)計(jì)師高超的發(fā)明何等相似。假如設(shè)計(jì)師們先向昆蟲(chóng)學(xué)習(xí)翼眼的功用，獲得有益于解決顫振的設(shè)計(jì)思想，就可以避免長(zhǎng)期的探索和人員的犧牲了。面對(duì)蜻蜓翅膀的翼眼，飛機(jī)設(shè)計(jì)師大有相見(jiàn)恨晚之感！

蜻蜓的翅膀?qū)υ祜w機(jī)的啟示以上這四個(gè)事例發(fā)人深省，也使人們受到了很大啟發(fā)。早在地球上出現(xiàn)人類之前，各種生物已在大自然中生活了億萬(wàn)年，在它們?yōu)樯娑窢?zhēng)的長(zhǎng)期進(jìn)化中，獲得了與大自然相適應(yīng)的能力。生物學(xué)的研究可以說(shuō)明，生物在進(jìn)化過(guò)程中形成的極其精確和完善的機(jī)制，使它們具備了適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境變化的能力。生物界具有許多卓有成效的本領(lǐng)。

如體內(nèi)的生物合成、能量轉(zhuǎn)換、信息的接受和傳遞、對(duì)外界的識(shí)別、導(dǎo)航、定向計(jì)算和綜合等，顯示出許多機(jī)器所不可比擬的優(yōu)越之處。生物的小巧、靈敏、快速、高效、可靠和抗干擾性實(shí)在令人驚嘆不已。歷史沿革仿生學(xué)是連接生物與技術(shù)的橋梁。自從瓦特（James Watt，1736～1819）在1782年發(fā)明蒸汽機(jī)以后，人們?cè)谏a(chǎn)斗爭(zhēng)中獲得了強(qiáng)大的動(dòng)力。在工業(yè)技術(shù)方面基本上解決了能量的轉(zhuǎn)換、控制和利用等問(wèn)題，從而引起了第一次工業(yè)革命，各式各樣的機(jī)器如雨后春筍般的出現(xiàn)，工業(yè)技術(shù)的發(fā)展極大地?cái)U(kuò)大和增強(qiáng)了人的體能，使人們從繁重的體力勞動(dòng)解脫出來(lái)。

隨著技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)谡羝麢C(jī)以后又經(jīng)歷了電氣時(shí)代并向自動(dòng)化時(shí)代邁進(jìn)。20世紀(jì)40年代電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，更是給人類科學(xué)技術(shù)的寶庫(kù)增添了可貴的財(cái)富，它以可靠和高效的本領(lǐng)處理著人們手頭上數(shù)以萬(wàn)計(jì)的各種信息，使人們從汪洋大海般的數(shù)字、信息中解放出來(lái)，使用計(jì)算機(jī)和自動(dòng)裝置可以使人們?cè)诜彪s的生產(chǎn)工序面前變得輕松省力，它們準(zhǔn)確地調(diào)整、控制著生產(chǎn)程序，使產(chǎn)品規(guī)格精確。

但是，自動(dòng)控制裝置是按人們制定的固定程序進(jìn)行工作的，這就使它的控制能力具有很大的局限性。自動(dòng)裝置對(duì)外界缺乏分析和進(jìn)行靈活反應(yīng)的能力，如果發(fā)生任何意外的情況，自動(dòng)裝置就要停止工作，甚至發(fā)生意外事故，這就是自動(dòng)裝置本身所具有的嚴(yán)重缺點(diǎn)。

要克服這種缺點(diǎn)，無(wú)非是使機(jī)器各部件之間，機(jī)器與環(huán)境之間能夠“通訊”，也就是使自動(dòng)控制裝置具有適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境變化的能力。要解決這一難題，在工程技術(shù)中就要解決如何接受、轉(zhuǎn)換。利用和控制信息的問(wèn)題。因此，信息的利用和控制就成為工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要矛盾。如何解決這個(gè)矛盾呢？生物界給人類提供了有益的啟示。人類要從生物系統(tǒng)中獲得啟示，首先需要研究生物和技術(shù)裝置是否存在著共同的特性。1940年出現(xiàn)的調(diào)節(jié)理論，將生物與機(jī)器在一般意義上進(jìn)行對(duì)比。到1944年，一些科學(xué)家已經(jīng)明確了機(jī)器和生物體內(nèi)的通訊、自動(dòng)控制與統(tǒng)計(jì)力學(xué)等一系列的問(wèn)題上都是一致的。

四、仿生學(xué)材料？

仿生材料是指模仿生物的各種特點(diǎn)或特性而研制開(kāi)發(fā)的材料。通常把仿照生命系統(tǒng)的運(yùn)行模式和生物材料的結(jié)構(gòu)規(guī)律而設(shè)計(jì)制造的人工材料稱為仿生材料。

仿生學(xué)在材料科學(xué)中的分支稱為仿生材料學(xué)(biomimetic materials science)，它是指從分子水平上研究生物材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、構(gòu)效關(guān)系，進(jìn)而研發(fā)出類似或優(yōu)于原生物材料的一門新興學(xué)科，是化學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科的交叉。

仿生設(shè)計(jì)不僅要模擬生物對(duì)象的結(jié)構(gòu)，更要模擬其功能。將材料科學(xué)、生命科學(xué)、仿生學(xué)相結(jié)合，對(duì)于推動(dòng)材料科學(xué)的發(fā)展具有重大意義。自然進(jìn)化使得生物材料具有最合理、最優(yōu)化的宏觀、細(xì)觀、微觀結(jié)構(gòu)，并且具有自適應(yīng)性和自愈合能力。在比強(qiáng)度、比剛度與韌性等綜合性能上都是最佳的。

五、仿生學(xué)，我要4個(gè)比如，模仿蜻蜓，制造了飛機(jī)？

例子振動(dòng)陀螺儀 蒼蠅與宇宙飛船 蒼蠅為人類做出了的偉大的貢獻(xiàn)。

令人討厭的蒼蠅，與宏偉的航天事業(yè)似乎風(fēng)馬牛不相及，但仿生學(xué)卻把它們緊密地聯(lián)系起來(lái)了。蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污穢的地方，都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺(jué)特別靈敏，遠(yuǎn)在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅并沒(méi)有“鼻子”，它靠什么來(lái)充當(dāng)嗅覺(jué)的呢? 原來(lái)，蒼蠅的“鼻子”——嗅覺(jué)感受器分布在頭部的一對(duì)觸角上。每個(gè)“鼻子”只有一個(gè)“鼻孔”與外界相通，內(nèi)含上百個(gè)嗅覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞。若有氣味進(jìn)入“鼻孔”，這些神經(jīng)立即把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖，送往大腦。大腦根據(jù)不同氣味物質(zhì)所產(chǎn)生的神經(jīng)電脈沖的不同，就可區(qū)別出不同氣味的物質(zhì)。因此，蒼蠅的觸角像是一臺(tái)靈敏的氣體分析儀。仿生學(xué)家由此得到啟發(fā)，根據(jù)蒼蠅嗅覺(jué)器官的結(jié)構(gòu)和功能，仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬，而是活的蒼蠅。就是把非常纖細(xì)的微電極插到蒼蠅的嗅覺(jué)神經(jīng)上，將引導(dǎo)出來(lái)的神經(jīng)電信號(hào)經(jīng)電子線路放大后，送給分析器；分析器一經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣味物質(zhì)的信號(hào)，便能發(fā)出警報(bào)。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來(lái)檢測(cè)艙內(nèi)氣體的成分。這種小型氣體分析儀，也可測(cè)量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理，還可用來(lái)改進(jìn)計(jì)算機(jī)的輸入裝置和有關(guān)氣體色層分析儀的結(jié)構(gòu)原理中。另外蒼蠅的楫翅（又叫平衡棒）是個(gè)“天然導(dǎo)航儀”，人們模仿它制成了“振動(dòng)陀螺儀”。這種儀器已經(jīng)應(yīng)用在火箭和高速飛機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛。仿生學(xué)蝙蝠與雷達(dá) 蝙蝠會(huì)釋放出一種超聲波，這種聲波遇見(jiàn)物體時(shí)就會(huì)反彈回來(lái)，而人類聽(tīng)不見(jiàn)。雷達(dá)就是根據(jù)蝙蝠的這種特性發(fā)明出來(lái)的。在各種地方都會(huì)用到雷達(dá)，例如：飛機(jī)、航空等。

六、仿生學(xué)家的精神？

仿生學(xué)家是模仿生物功能，來(lái)發(fā)明創(chuàng)造的科學(xué)。（Scientist）這個(gè)職業(yè)給它下的定義是：對(duì)真實(shí)自然及未知生命、環(huán)境、現(xiàn)象及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)與認(rèn)識(shí)、探索、實(shí)踐、定義的專業(yè)類別貢獻(xiàn)者?？茖W(xué)家包括仿生學(xué)家，但是仿生學(xué)家不包括科學(xué)家。

七、什么是仿生學(xué)家？

仿生學(xué)家是模仿生物功能，來(lái)發(fā)明創(chuàng)造的科學(xué)。

科學(xué)家（Scientist）這個(gè)職業(yè)給它下的定義是：對(duì)真實(shí)自然及未知生命、環(huán)境、現(xiàn)象及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)與認(rèn)識(shí)、探索、實(shí)踐、定義的專業(yè)類別貢獻(xiàn)者。科學(xué)家包括仿生學(xué)家，但是仿生學(xué)家不包括科學(xué)家。

八、仿生學(xué)的句子？

1. 自然界中的生物可以為我們提供無(wú)限的靈感和啟示，仿生學(xué)正是通過(guò)模仿自然界中的生物來(lái)創(chuàng)造出更加智能和高效的技術(shù)和設(shè)計(jì)。

2. 仿生學(xué)是一門跨學(xué)科的科學(xué)，它結(jié)合了生物學(xué)、工程學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，旨在從自然界中汲取靈感，創(chuàng)造出更加智能和高效的技術(shù)和設(shè)計(jì)。

3. 仿生學(xué)的研究對(duì)象不僅僅是生物體本身，更是生物體與環(huán)境之間的相互作用和適應(yīng)性，通過(guò)研究這些相互作用和適應(yīng)性，我們可以從中學(xué)習(xí)到很多有益的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

4. 仿生學(xué)的研究范圍非常廣泛，從仿生材料、仿生機(jī)器人、仿生建筑、仿生醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域都有涉及，這些研究都旨在創(chuàng)造出更加智能、高效、環(huán)保和可持續(xù)的技術(shù)和設(shè)計(jì)。

5. 仿生學(xué)的核心思想是學(xué)習(xí)自然，創(chuàng)新科技，通過(guò)模仿自然界中的生物和生態(tài)系統(tǒng)，我們可以創(chuàng)造出更加智能和高效的技術(shù)和設(shè)計(jì)，為人類的生活和發(fā)展帶來(lái)更多的便利和福利。

九、仿生學(xué)家是什么？

仿生學(xué)領(lǐng)域主要涉及到化學(xué)家、工程師和材料學(xué)家。在過(guò)去3個(gè)月里發(fā)表且被收錄在湯森路透“科學(xué)網(wǎng)”中關(guān)于仿生學(xué)的近300項(xiàng)研究中，只有不到8%擁有在生物系工作的作者——可將他們粗略視為“生物學(xué)家”。同時(shí)，在大多數(shù)關(guān)于仿生學(xué)的論文中，相關(guān)的生物多樣性受到冷遇。

例如，在過(guò)去一年間發(fā)表的超過(guò)80%的仿生學(xué)論文中，研究人員只考慮了一個(gè)物種，或者僅通過(guò)一種寬泛的方式提到了諸如“細(xì)胞”或“酶”等某種生物學(xué)要素。

更重要的是，在探尋多元化過(guò)程和系統(tǒng)的所有研究中，有很多相同的“選手”出現(xiàn)：壁虎、蜘蛛和蝴蝶。

十、仿生學(xué)飛行原理？

在宇宙中，因?yàn)槿鄙俣ㄎ粯?biāo)，有時(shí)候航天器會(huì)偏離航向，走上錯(cuò)誤的軌道。

科學(xué)家注意到蒼蠅不用跑道“就能直接起飛”，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，蒼蠅的后一對(duì)翅膀已退化，并形成了啞鈴狀的一對(duì)小棒，叫做楫翅。

楫翅是蒼蠅飛行時(shí)的天然導(dǎo)航儀，當(dāng)蒼蠅在飛行時(shí)，楫翅迅速振動(dòng)，頻率為330次每秒。

一旦蒼蠅的身體發(fā)生傾斜或偏離航向，楫翅就會(huì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并向蒼蠅的大腦發(fā)出信號(hào)，大腦會(huì)即刻調(diào)整有關(guān)肌肉，糾正偏離的航向，保持身體的平衡。

科學(xué)家利用蒼蠅楫翅的導(dǎo)航原理，成功研制出一種音叉式振動(dòng)的陀螺儀，把它安裝在高速飛行的火箭、飛機(jī)或其它一些航天器上，就可以自動(dòng)糾正偏轉(zhuǎn)的航向，保持正確的軌道運(yùn)行。